Počítačový čip nové generace
Jedná se o zásadní průlom v oblasti elektroniky. Inženýři ve švýcarském EPFL v laboratoři nanorozměrné elektroniky a struktur (LANES) vyvinuli obvod nové generace, který umožňuje vyrábět čipy menší, rychlejší a energeticky účinnější - což by mělo velké výhody pro systémy umělé inteligence. Jejich revoluční technologie tak jako první používá jedinečnou architekturu, která kombinuje logické operace s funkcí paměti.
Doposud byla energetická účinnost počítačových čipů omezena von Neumannovou architekturou. Tato architektura používá ke zpracování a ukládání dat dvě samostatné jednotky. To znamená, že mezi oběma jednotkami musí být neustále přenášena data, která spotřebovávají značné množství času a energie.
Spojením těchto dvou jednotek do jedné struktury, mohou inženýři tyto ztráty snížit. To je myšlenka nového čipu vyvinutého v EPFL. Čip EPFL je vyroben ze sulfidu molibdeničitého (MoS2) v jedné vrstvě, která je silná pouze tři atomy. Inženýři LANES již před několika lety studovali specifické vlastnosti MoS2 a zjistili, že je zvláště vhodný pro elektronické aplikace, protože je vynikající polovodič. Nyní tým posunul tento počáteční výzkum dále k vytvoření technologie nové generace.
Čip EPFL je založen na typech tranzistorů, jejichž vlastností je to, že mohou držet elektrické náboje po dlouhou dobu. Tyto tranzistory se obvykle používají v systémech flash paměti pro fotoaparáty, smartphony a počítače. Díky jedinečným elektrickým vlastnostem je MoS2 obzvláště citlivý na náboje uložené v těchto tranzistorech, což inženýrům LANES umožnilo vyvinout obvody, které fungují jako paměťové jednotky i jako programovatelné tranzistory. Použitím MoS2 byli schopni začlenit řadu zpracovatelských funkcí do jednoho obvodu a poté je podle potřeby změnit.
„Tato schopnost obvodů vykonávat dvě funkce je podobná tomu, jak funguje lidský mozek, kde jsou neurony zapojeny jak do ukládání vzpomínek, tak do provádění mentálních výpočtů,“ říká Andras Kis, vedoucí LANES. „Náš návrh obvodu má několik výhod. Může snížit energetické ztráty spojené s přenosem dat mezi paměťovými jednotkami a procesory, zkrátit dobu potřebnou pro výpočetní operace a zmenšit požadovaný prostor. To otevírá dveře zařízením, která jsou menší, výkonnější a energeticky účinnější. “
Výzkumný tým LANES také získal odborné znalosti ve výrobě obvodů z 2-D materiálů, tedy materiálů, které se zpracovávají ve vrstvách silných jeden nebo více atomů křemíku. „Náš první čip jsme vyrobili před deseti lety ručně,“ říká Kis. „Ale od té doby jsme vyvinuli pokročilý proces výroby, který nám umožňuje vyrobit 80 nebo více čipů v jediném běhu s dobře kontrolovanými vlastnostmi.“
